OBE教育理念下在专业课中...设计——以工程材料课程为例_张圣菊.pdf

基金项目：江苏科技大学 2021 年度本科教育教学改革研究课题（课题编号：XJG2021026）；江苏科技大学 2021 年度研究生“课程思政”示范课程建设项目（项目编号：1122022102）；2022 年度江苏科技大学“本科教改示范课程：工程材料”。作者简介：张圣菊（1977），女，硕士，江苏科技大学土木工程与建筑学院副教授，研究方向为新型混凝土材料；王新刚（1978），男，博士，江苏科技大学环境与化学工程学院副院长，教授，硕士生导师，研究方向为功能材料制备及应用、环境化工、污染控制技术及应用；詹其伟（1984），男，博士，江苏科技大学土木工程与建筑学院副教授，研究方向为新型建筑材料。OBE 教育理念下在专业课中融入思政的教学设计以工程材料课程为例张圣菊a，王新刚b，詹其伟a（江苏科技大学 a.土木工程与建筑学院；b.环境与化学工程学院，江苏 镇江 212100）摘要：为将专业知识与思政进行融合教学设计，文章结合具体专业基础课程“工程材料”，在OBE 教育理念指导下制订课程知识、能力、素质培养目标，采用问题驱动法、应用案例法、知识点回顾法、目标导向法等融合教学设计方法，将责任意识、环保意识、创新精神、道德修养等思政元素有机融入专业知识讲解中，经精心设计融合后取得了较好的教学效果。关键词：OBE 教育理念；课程思政；融合设计中图分类号：G641文献标识码：A文章编号：1673-7164（2023）15-0137-04课程思政是指以构建全员、全程、全课程育人格局的形式将各类课程与思想政治理论课同向同行1，形成协同效应，把“立德树人”作为教育的根本任务的一种综合教育方式2。教育部印发的 高等学校课程思政建设指导纲要 提出：“课程思政建设要在所有高校、所有学科专业全面推进”3。“工程材料”是高校工程管理专业开设的一门专业基础课，学生需要掌握工程中常用材料的主要技术性质、生产工艺流程及检验检测方法；能根据材料所处工程部位、工程特点、环境等在工程设计、施工及管理中正确合理选材和用材。本研究根据课程的这些特征，结合各种材料的技术性能特点，深入挖掘课程中蕴含的思想政治元素，并将这些思政元素与专业知识进行融合设计，实施在专业课程中融入思政的教学改革与实践。一、OBE 教育理念下融入思政的课程培养目标确定OBE（Outcomes-Based Education）教育理念是以学生学习产出为导向的一种教育模式，又称“成果导向教育”，该教育理念从学生个人出发，注重完成专业所有课程学习之后目标的实现情况和最终成果的获得。本课程在制定培养目标时，首先基于社会及行业产业发展需求、学校办学定位及专业培养目标，制定学生毕业需要达到的毕业要求，并对毕业要求指标点进行详细分解，确立出专业课程培养体系和每门课程的培养目标。（一）“工程材料”课程培养目标的确定根据学校工管专业 12 项毕业要求和 30 项毕业子要求，“工程材料”课程教学实施后应达到 4 个方面的毕业要求及子要求，结合“工程材料”教学大纲和该课程涉及的知识点，融入与课程相关的思政元素后，制定了知识、能力、素质培养目标，具体见表 1 所示。（二）“工程材料”课程融入思政元素的确定本研究根据课程培养目标，深挖每章节中蕴含的思想政治教育元素，充分开发专业课中蕴含的思想政治教育资源，从思政教育论理、精神追求、责任意识、课程思政1372023年第15期总第597期U ni versi t y毕业要求毕业子要求知识、能力、素质培养目标工程知识能够运用工程专业基础知识对复杂工程管理问题进行分析求解目标 1：掌握工程中常用材料的品种规格、技术性能等基本知识；掌握材料的应用、运输和储存方法，能根据不同工程部位和环境在工程设计及施工中正确合理选材用材；熟悉材料的检测、评定方法；能分析工程中由于材料使用不当引起的工程质量问题；培养学生具备良好的法治意识、责任意识、茅以升精神和道德修养研究能够运用科学原理，采用科学方法针对工程管理复杂问题进行实验方案设计目标 2：通过课内实验能够学会材料的基本检验方法，提高实践技能；能够对实验数据进行合理的收集和处理，能对实验结果进行正确的分析和判断；培养学生具备良好的合作能力和科研能力，积极参与团队、合作完成工作任务的团结协作能力以及科学认真、实事求是的作风工程与社会能够分析土木工程领域新材料、新工艺、新方法对社会、健康、安全、法律以及文化的潜在影响目标 3：能够分析工程领域选择和使用的新材料对社会、健康、安全等方面的潜在影响，培养学生的环保意识及不懈探索材料合理使用、改性及新材料研发创新的精神环境和可持续发展针对工程管理复杂问题，采取恰当管理策略，具有在工程实践中推广使用节能环保新材料、重视节能节水、进行绿色施工的意识目标 4：具有推广使用节能环保、符合可持续发展新材料的意识和思想；拥有对材料性能改进及新材料研发方面的科学创新精神价值观念、道德修养等方面进行挖掘、分类、归纳和汇总，在“工程材料”课程中共引入文化自信、法制意识、责任意识、环保意识、科学创新精神等思政元素，思政元素在各教学单元的分布如下表 2 所示。二、思政元素在“工程材料”课程中的融合设计在融合设计过程中，首先提取具备思政主体的专业知识，将教学知识点设计重构，立足于专业知识学习、实验操作与创新能力培养的同时，通过教学模式、教学方法改革，采用混合式教学实现学生专业知识与思政教育协同的创造性培养；立足于专业知识内涵挖掘与意识形态外化表现教学的同时，实现在专业课程中引入思政内容提升学生思想政治教育的改革与创新4；最后通过问题导入法、应用案例法、知识点回顾法等方法将思政与专业知识融合设计展现给学生。具表 1OBE 教育理念下工管专业“工程材料”课程培养目标融入思政元素思政元素具体要求融入思政元素的课程教学单元绪论无机胶凝材料掺合料外加剂混凝土砌体材料金属材料木材功能材料文化自信对祖国文化有坚定信心，能从祖国深厚文化中获得奋发进取的勇气和创造活力法制意识志愿为建筑业的发展服务；执行相关标准和规范；遵守执业纪律，规范个人行为责任意识有对他人、集体和社会负责的认知，勇于承担责任环保意识提高环保意识，增强环保责任感，有效保护生态资源，促进环境可持续发展创新精神具有不懈探索新材料、新工艺、新方法的科学创新精神，具备合理使用、改性及新材料、新工艺研发意识合作精神具备协作精神，协同合作，使组织高效运转茅以升精神追求卓越的创造精神、精益求精的品质精神道德修养爱岗敬业、明礼守法、廉洁自律、奉献社会表 2“工程材料”课程中引入的思政元素矩阵表138体融合设计如下：（一）问题驱动法教师在讲授“材料的地位”时，首先引入问题：“万丈高楼平地起”，万丈高楼是怎样建造起来的呢？回答是由多种材料按照一定的工序建造出来的。所以材料是一切建筑物的基础，从而引入李克强总理送给青年学生的一段话，“必须打牢基础研究和应用基础研究的根基，打多深的基才能盖多高的楼，不能急功近利，要一步一个脚印走出去5”，引导学生要有追求卓越的创造精神、精益求精的品质精神，以及在工作岗位上对所建造和管理的高楼大厦终身负责的责任意识。教师在讲述石灰内容时，结合 左传 记载“成公二年（公元前 635 年）八月宋文公卒，始厚葬用蜃灰”，引入问题“蜃灰是我们现在常用的哪种材料呢？”其实，蜃灰就是现在工程使用的石灰，所以周朝就已经发现石灰具有很好的吸湿防潮性能和胶凝性能。讲述烧结砖时，引入“秦砖汉瓦”的问题，公元前 10 世纪前后人类已学会用黏土烧制砖瓦，用大块岩石烧制石灰和石膏，秦汉时期砖瓦已普遍使用，我国烧结砖的历史已有 7300 多年，历史古域，万里长城，寺庙古塔，块块青砖记载着中华民族建筑的灿烂文明，以此激发学生的民族自豪感和自信感，提升学生的爱国情怀。但由于黏土烧砖要开挖大量的农田，为减少良田开挖，充分利用工业废弃物，减少碳排放，砌块材料逐渐向蒸压粉煤灰砖、蒸压加气砼砌块、多功能轻质复合砌块、承重保温砌块方向发展，既保护了良田，又有效实现了材料的可持续发展，让学生在了解材料发展史中具有可持续发展的环保意识，以及在今后的工作中有发明、使用新材料新工艺的科学创新精神。讲授石油沥青胶体结构时，首先提出问题：石油沥青的胶体结构分为哪几种？每种结构有怎样的特点？由此联想到了哪些思政元素？由问题驱动，引入相关知识内容，石油沥青结构由油分、树脂和地沥青质三种组分构成，根据各组分含量的多少又分为溶胶、凝胶和溶凝胶三种类型。溶胶结构中沥青质含量少，油分和树脂含量高，所以这种沥青黏性小而流动性大，温度稳定性较差。凝胶结构中沥青质含量适当，并有较多的胶质作为保护物质6，形成的沥青弹性和黏结性较高，温度稳定性较好，但塑性较差。再结合课程思政，希望学生在以后工作中能借鉴石油沥青组分之间的关系，在工作中发挥好自己作用的同时，团结协作，爱岗敬业，实现合作共赢。（二）案例分析法讲授混凝土强度时，引入某市 6 栋在建保障房因承重墙等重要部位混凝土强度普遍达不到设计要求被责令拆除的案例，引出建筑工程的终身负责制，即工程师要为所设计或建造的工程项目承担 50 年及 50年以上的质量安全责任，让学生在以后的工作岗位上要有较强的社会责任和法治意识，承担起相应的责任。教师在讲授混凝土耐久性内容时，可以参考发达国家目前大量建筑及桥梁工程出现的耐久性问题，我国正处于大规模建设过程中，因此发达国家在耐久性上遇到的问题应引起我国工程技术人员的高度重视，避免重蹈覆辙，对国家经济建设造成巨大浪费。在这种建设背景下，对学生提出殷切期望，希望以后在自己的工作岗位上要建造符合设计使用年限、耐久性良好的良心工程，不要做遗祸后代的“快餐工程”，培养学生具有工程师应有的茅以升精神、社会责任、岗位责任和法治意识。教师在讲解木材应用时，结合现存三重纯木结构山西应县木塔，将鲁班、成俊卿等在木材利用、木材领域的成就及其对人类的贡献融入教学中，介绍他们在木材领域所取得的辉煌业绩，彰显我国木材研究对人类文明进步的巨大贡献，以此增强学生的民族自豪感和自信感，同时也让学生学习这种追求卓越的创造精神、精益求精的品质精神。（三）知识点回顾法石灰内容讲授完毕后，教师可结合明朝于谦的石灰吟 将所讲内容进行回顾，对石灰的原料、开采、加工制备、使用等知识点进行复习总结，同时结合石灰应用时的洁白细腻引入个人道德修养思政，希望学生毕业后走向社会，在社会的大熔炉里经过千锤百炼后，仍能洁身自好、清白做人。教师对工程材料技术标准的组成、分类讲述完毕后，总结内容时引入课程思政：工程材料技术标准种类很多，但工程上使用假冒伪劣材料、将不合格材料课程思政1392023年第15期总第597期U ni versi t y用作合格材料、进场材料不按照标准验收检测等事件时有发生。由此引入法制意识、责任意识，不能为了蝇头小利丧失道德修养。教师可对混凝土和易性内容进行知识点回顾：混凝土拌合物和易性好，水泥、砂、石等各组成材料之间相互包容和填充，有利于混凝土拌合物的浇筑、振捣和成型，且能使硬化混凝土强度和耐久性大大提高；而和易性不良会导致混凝土分层、离析、泌水，造成堵泵，使硬化后的混凝土强度不足，出现开裂、浮灰等较多质量问题。由此引入课程思政，希望学生能借鉴拌合物的这种性质，在以后的学习、工作中团结合作、忠于职守、廉洁自律，为社会创造更多的价值。（四）目标导向法为将环保意识和科学创新精神等思政元素引入到“矿物掺合料”和“外加剂”章节内容中，教师可首先介绍目前高强、高性能、绿色混凝土离不开矿物掺合料。工程中常用的矿物掺合料主要有粉煤灰、矿渣粉、硅灰等。粉煤灰是火力发电厂煤炭燃烧后形成的烟灰，粒化高炉矿渣粉是高炉炼铁时形成的熔渣经干燥粉磨成的材料，硅灰是冶炼硅时硅蒸汽进入烟道形成的粉体材料，这些都是工业生产副产品，将这些材料采用强碱激发技术，可以激发出其潜在活性，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等产物，水化硅酸钙为凝胶体，可以把其他材料胶结成为一个整体，从而配制出高强、高性能的混凝土，既减少了废弃物对环境的污染，节约了水泥，减少了 CO2排放，又保护了环境，由此引入思政，在以后使用、改性材料时要有较强的环保意识，有将废弃物重新加以利用的科学创新精神和使材料符合可持续发展的责任意识。在工程建造中掺用化学物质提高建筑性能的历史已久，曹操将植物油加入石灰黏土中建造了铜雀台；秦始皇时期将糯米汁作为胶凝材料用于修建长城；植物油以及在福建土楼中用到的蛋清和红糖等就是古代建筑材料所用的外加剂，由这些历史记载可知中国的建造技术及材料的生产使用技术世界闻名，以此增强学生的文化自信和爱国情怀。随着技术的不断进步，人类对材料不断探索和改性，越来越多的新材料不断被研发，各种新型外加剂不断地被合成并投入使用，使高强、超高强、超高性能的混凝土配制和工程应用成为可能，以此激发学生的科学创新精神。三、课程思政在“工程材料”教学中的应用效果融入思政的“工程材料”课程教学改革已在 2020级工程管理专业教学中得以实施，学生对专业知识中采用以上几种方式融入思政的学习兴趣很高，混合式教学中课堂讨论激烈，融入思政的课后复习及单元测试均完成得较好，期末课程目标达成度较高。在“工程材料”专业基础课中采用问题导入法、案例分析法、知识点回顾法融入责任意识、环保意识、科学创新精神、茅以升精神等思政元素不仅丰富了课程教学内容、增强了工程实践内容，还提升了学生的科学素养和专业素养，实现了“工程材料”课程教授过程中的价值引领、知识传授、能力培养的三位一体，达到了专业教育与思政教育的“育教相容，显隐协同”的教学效果。参考文献：1张晨宇，刘唯贤.课程思政的基本内核与生成逻辑 J.中国高等教育，2021（06）：78-81.2张天琪.专业课课程思政效果“协同评价”机制实效性研究 J.高教学刊，2022（04）：168-171.3教育部关于印发 高等学校课程思政建设指导纲要 的通知 EB/OL.（2020-05-28）.http：/ J.高教学刊，2020（09）：35-37.5李克强.建设科技强国必须打牢基础研究和应用基础研究根基 EB/OL.（2021-03-12）.http：/ M.北京：中国建材工业出版社，2014：254-255.（责任编辑：陈华康）140